DE3718650A1 - Strahlungsmessgeraet zur messung der intensitaet einer ionisierenden strahlung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Strahlungsmeßgerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein derartiges Strahlungsmeßgerät ist beispielsweise auf der DE-PS 29 18 611 bekannt. Dieses Strahlungsmeßgerät enthält einen Strahlungsdetektor, der im Feld einer ionisierenden Strahlung Impulse erzeugt, deren Impulsrate ein direktes Maß der Intensität der auf den Strahlungsdetektor einwirkenden ionisierenden Strahlung ist. Die vom Strahlungsdetektor erzeugten Zählimpulse gelangen über einen Verstärker an den Eingang einer Integrationsschaltung, die aus einem Impulsformer und einer Integrationskondensatorschaltung besteht. In dieser Integrationsschaltung wird die eintreffende Impulsrate in eine entsprechende Spannung am Integrationskondensator umgewandelt und als Meßwertsignal einer Anzeigeanordnung zugeleitet.

Im Feld einer ionisierenden Strahlung erzeugt der Strahlungsdetektor des bekannten Meßgerätes die von der Strahlung ausgelösten Zählimpulse in einer unregelmäßigen, statistischen Folge. Diese unregelmäßige Zählimpulsfolge erzeugt dann keine merkbaren Schwankungen der Spannung am Integrationskondensator, wenn die Integrationszeitkonstante groß ist gegenüber den statistischen Schwankungen der Zählimpulsrate. Bei sehr kleinen Intensitäten eines ionisierenden Strahlungsfeldes ist jedoch eine sehr hohe Integrationszeitkonstante erforderlich, um die statistischen Schwankungen der Folge der Zählimpulse in vertretbarem Maße auszugleichen und ein einigermaßen genaues Meßwertsignal zu liefern. Eine Änderung der Intensität des ionisierenden Strahlungsfeldes kann erst nach längerer Meßzeit festgestellt werden. Ganz besonders störend ist die lange Wartezeit nach dem Einschalten des Strahlungsmeßgerätes oder nach dem Umschalten auf einen Meßbereich sehr kleiner Intensität des Strahlungsmeßgerätes, wenn sehr kleine Strahlungsintensitäten mit dem Strahlungsmeßgerät gemessen werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wartezeit für die genaue Anzeige der Intensität einer ionisierenden Strahlung mit sehr kleiner Strahlungsintensität nach dem Einschalten des Meßgerätes oder nach dem Einschalten des Meßbereiches, in dem diese Strahlungsintensität gemessen werden soll, wesentlich zu verkürzen. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Viele Meßaufgaben, für die ein derartiges Strahlungsmeßgerät eingesetzt wird, finden in einer Umgebung statt, in der gewöhnlich ein bestimmtes ionisierendes Strahlungsfeld auftritt oder in der gewöhnlich mit einem ionisierenden Strahlungsfeld zu rechnen ist, das in dieser Umgebung eine bestimmte Intensität aufweist. Dann ist es in vorteilhafter Weise möglich, das Bezugswertsignal einer in dem Strahlungsmeßgerät enthaltenen Bezugswertschaltung derart zu bemessen, daß dieser Bezugswert unmittelbar nach dem Einschalten des Gerätes oder eines bestimmten Meßbereiches dieses Gerätes ein Meßwertsignal einstellt, das der zu erwartenden Intensität im bezogenen Umfeld entspricht. Nach dem Einschalten ist somit in vorteilhafter Weise die Integrationsschaltung unmittelbar auf den Meßwert der zu erwartenden Strahlungsintensität eingestellt, der bei den sonst üblichen Meßverfahren normalerweise erst nach sehr langer Wartezeit erreicht werden würde. Weicht die tatsächliche Intensität der ionisierenden Strahlung in dem betreffenden Umfeld von dem zu erwartenden Wert ab, kann der Benutzer des Strahlungsmeßgerätes aus der Geschwindigkeit der Änderung des angezeigten Meßwertsignales ermessen, in welcher Richtung die tatsächliche Intensität vom Normalwert abweicht und ob diese Abweichung verhältnismäßig groß oder nur gering sein wird. Mit den angegebenen Maßnahmen nach der Erfindung wird bei geschickter Wahl des Bezugswertes immer eine erhebliche Abkürzung der Wartezeit bis zur ersten genauen Messung einer ionisierenden Strahlung mit geringer Strahlungsintensität zu erwarten sein.

Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild eines Strahlungsmeßgerätes zur Messung der Intensität einer ionisierenden Strahlung. Das Strahlungsmeßgerät enthält einen Strahlungsdetektor 1, der im Feld 2 einer ionisierenden Strahlung in einer statistischen Folge Zählimpulse 3 erzeugt. Die Impulsrate dieser Zählimpulse, die in einem Impulsverstärker 4 verstärkt werden, ist ein unmittelbares Maß der Intensität der ionisierenden Strahlung am Ort des Strahlungsdetektors 1. Die Zählimpulse 3 gelangen über einen elektronischen Umschalter 5 an den ersten Signaleingang 6 einer Verhältniswertschaltung 7 einer Integrationsschaltung 8 des Meßgerätes. Der zweite Signaleingang 9 der Verhältniswertschaltung 7 ist über einen weiteren elektronischen Umschalter 10 mit dem Signalausgang 11 eines Frequenzteilers 12 verbunden, der an einen Impulsgenerator 13 angeschlossen ist. Die Verhältniswertschaltung 7 bildet aus den beiden an ihren Signaleingängen 6 und 9 anliegenden Signalen ein Verhältniswertsignal an ihrem Signalausgang 14, das einen Integrationskondensator 15 der Integrationsschaltung 8 speist. Das dadurch an dem Integrationskondensator 15 entstehende Meßwertsignal Um, dessen Spannungshöhe die Intensität des auf den Strahlungsdetektor 1 einwirkenden ionisierenden Strahlungsfeldes 2 anzeigt, wird über ein aus einem Widerstand 16 und einem Kondensator 17 bestehenden Siebglied 18 einer Anzeigeanordnung 19 zugeführt, die einen Anzeigeverstärker 20 und einen Intensitätsanzeiger 21 enthält. Mit einem mehrstufigen Bereichsschalter 22 wird das Teilungsverhältnis des Frequenzteilers 12 eingestellt, das gleichzeitig den Meßbereich des Strahlungsmeßgerätes bestimmt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind 4 Meßbereiche I bis IV vorgesehen, von denen der Meßbereich I für die Messung sehr kleiner Strahlungsintensitäten bestimmt ist. Mit dem Bereichsschalter 22 ist ein Schalter 23 gekoppelt, der eine Programmschaltung 24 zur Steuerung des Meßablaufes des Meßgerätes beeinflußt. Das Strahlungsmeßgerät wird von einer Batterie 25 gespeist und mittels eines Batterieschalters 26 eingeschaltet. Der Strahlungsdetektor 1 wird von einem Versorgungsspannungsgenerator 27 versorgt, der über den Batterieschalter 26 an die Batterie 25 angeschlossen ist.

Beim Einschalten des Strahlungsmeßgerätes durch Schließen des Batterieschalters 26 wird von der ankommenden Versorgungsspannung der Batterie 25 in der Programmschaltung 24 während einer vorgegebenen Zeit ein Schaltsignal 28 für die elektronischen Schalter 5 und 10 und einen elektronischen Schalter 29 erzeugt, der beim Anliegen des Schaltsignales den Widerstand des Siebgliedes 18 kurzschließt. Das Schaltsignal 28 schaltet die beiden Schalter 5 und 10 um und verbindet dadurch die beiden Signaleingänge 6 und 9 der Verhältniswertschaltung 7 der Integrationsschaltung 8 mit dem Impulsausgang 30 des Impulsgenerators 13. Die Impulsfrequenz des Impulsgenerators 13 ist so hoch bemessen, daß das aus den Eingangssignalen an den Signaleingängen 6 und 9 der Verhältniswertschaltung gebildete Verhältniswertsignal am Ausgang 14 der Verhältniswertschaltung in sehr kurzer Zeit am Integrationskondensator 15 das dementsprechende Meßwertsignal Um 1 herstellt. Nach Ablauf des ausgelösten Programmschrittes in der Programmschaltung 24 wird das Schaltsignal 28 ausgeschaltet, so daß die elektronischen Schalter 5, 10 und 29 wieder in die Meßeinstellung zurückgesetzt werden. Der Intensitätswertanzeiger 21 der Anzeigeanordnung 19 zeigt nun einen Intensitätswert I 1 an, der einer bestimmten zu erwartenden Intensität eines ionisierenden Strahlungsfeldes in einem bestimmten Umfeld entspricht. Weicht die tatsächliche Intensität Iu der ionisierenden Strahlung in diesem Umfeld von dem zu erwartenden Intensitätswert I 1 ab, kann dies der Benutzer des Strahlungsmeßgerätes sofort an der Richtung und der Schnelligkeit der Anzeigeänderung des Intensitätswertanzeigers 21 erkennen. Der Kurzschluß des Widerstandes 16 bei der Einstellung des Integrationskondensators auf den Wert Um 1 des Meßwertsignales verhindert störende Umladeprozesse am Beginn der tatsächlichen Messung des Strahlungsfeldes.

Beim Umschalten des Meßbereichsschalters 22 von einem höheren Meßbereich II, III oder IV auf den Meßbereich I zur Messung sehr niederer Strahlungsintensitäten löst der mit dem Bereichsschalter 22 gekoppelte Schalter 23 beim Einschalten des Meßbereiches I den gleichen Programmschritt in der Programmschaltung 24 aus, wie der Batterieschalter 26 beim Einschalten des Meßgerätes. Dadurch werden auch in diesem Fall lange Anlaufzeiten zum Spannungswert Um 1 des Meßwertsignales für den zu erwartenden Intensitätswert vermieden.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Strahlungsmeßgerät so geeicht, daß es bei einem Verhältniswert "Eins" der Signale an den Signaleingängen 6 und 9 der Verhältniswertschaltung 7 in der Betriebseinstellung des Meßbereiches I die zu erwartende Intensität I 1 der natürlichen Umweltstrahlung eines bestimmten geografischen Gebietes anzeigt. Der Impulsgenerator 13 stellt in diesem Ausführungsbeispiel zusammen mit den beiden Umschaltern 5 und 10 eine Bezugswertschaltung 31 dar, deren Bezugswertsignal die im Impulsgenerator 13 erzeugte und gleichzeitig an die beiden Signaleingänge 6 und 9 der Verhältniswertschaltung 7 übertragene Impulsfolge 32 ist.

In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der erforderliche Spannungswert Um 1 für das Meßwertsignal, auf das die Integrationsschaltung 8 eingestellt werden soll, während der Dauer des Schaltsignales 28 der Programmschaltung 24 unmittelbar in den Integrationskondensator 15 eingespeist werden.

Claims (5)

1. Strahlungsmeßgerät zur Messung der Intensität einer ionisierenden Strahlung

• - mit wenigstens einem Strahlungsdetektor, der unter der Einwirkung der ionisierenden Strahlung ein der Intensität der Strahlung entsprechendes elektrisches Ausgangssignal erzeugt,
• - und mit einer dieses Ausgangssignal in ein der Intensität entsprechendes Meßwertsignal umwandelnden Integrationsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einschalten des Meßgerätes oder eines bestimmten Meßbereiches (I) ein Bezugswertsignal (32) einer Bezugswertschaltung (31) in die Integrationsschaltung (8) eingespeist wird, das vor Beginn der Messung in der Integrationsschaltung ein einer bestimmten Strahlungsintensität (31) entsprechendes Meßwertsignal (Um 1) einstellt.

2. Strahlungsmeßgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Programmschaltung (24), die unmittelbar nach dem Einschalten des Meßgerätes oder des Meßbereiches (I) die Integrationsschaltung (8) eine vorbestimmte kurze Zeit (Ta) vom Ausgangssignal (3) des Strahlungsdetektors (1) unabhängig schaltet und an die Bezugswertschaltung (32) anschließt.

3. Strahlungsmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Integrationsschaltung (8) eine Verhältniswertschaltung (7) enthält, die aus dem Wert zweier Eingangssignale einen Verhältniswert bildet
• - und daß die Programmschaltung (24) die beiden Eingänge (6,9) der Verhältniswertschaltung während der Einspeisung des Bezugswertsignals (32) an den gemeinsamen Ausgang (30) der Bezugswertschaltung (31) umschaltet.

4. Strahlungsmeßgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmschaltung (24) während des Einspeisens des Bezugswertsignals (32) im Meßsignalweg befindliche Siebglieder (18) auf eine kleine Zeitkonstante umschaltet.

5. Strahlungsmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugswertsignal (32) der Bezugswertschaltung (31) so bemessen ist, daß es in der Integrationsschaltung (8) ein Meßwertsignal (Um 1) einstellt, das der Intensität (I 1) der natürlichen Umweltstrahlung eines bestimmten geografischen Gebietes entspricht.